Vliv cvičení s vibrační činkou na aktivitu m. trapezius

Souhrn

V předložené studii byla pomocí metody povrchové elektromyografie hodnocena elektrická aktivita m.biceps brachii, m. triceps brachii a především m. trapezius – pars superior a m. trapezius – pars inferior při držení vibrující činky a při držení nevibrující činky. Výsledky prokázaly nárůst elektrické aktivity u všech svalů, v případě m. biceps brachii a m. triceps brachii byl nárůst signifikantní, v případě m. trapezius nikoliv. Autoři upozorňují na možné nebezpečí vysoké aktivity horní části m. trapezius, ke které při cvičení s vibrující činkou může dojit, jelikož experiment naznačuje proporcionální nárůst elektrické aktivity ve všech svalech. Zvláště doporučují uvážit vhodnost využití vibračních činek a konkrétních cviků u jedinců, kteří trpí zvýšenou aktivitou horní části m. trapezius.

Klíčová slova:
EMG, vibrační činky, m. trapezius

ÚVOD

Vibrační činky se stávají pomůckou, která je stále hojněji zařazována jak do terapeutických tak tréninkových procesů. O možných účincích při využití vibračních činek jsme informovali v některých z našich předchozích prací (10, 12). Jelikož držení či cvičení s činkami – ať již vibrujícími nebo nevibrujícími – klade značné nároky také na m. trapezius a především jeho horní část, rozhodli jsme se zhodnotit a porovnat změny EMG aktivity vybraných svalů horní končetiny a pažního pletence při držení vibrující a nevibrující činky. Námi provedená studie navazuje na šetření (12), které bylo pouze případovou studií s hodnocením EMG aktivity m. biceps a m. triceps brachii. V námi předkládané nynější studii jsme se pokusili ohodnotit, zda elektrická aktivita horní části m. trapezius se zvyšuje proporcionálně se zvyšující se aktivitou m. biceps a m. triceps brachii ve srovnání situace s vibrující a nevibrující činkou, a zda u skupiny probandů budou výsledky odpovídat závěrům, ke kterým jsme dospěli v případové studii (12).

M. TRAPEZIUS

Značná část naší populace trpí obtížemi spojenými s hyperaktivitou horních vláken trapézového svalu. Tuto hyperaktivitu nadále podporují nevhodné pohybové stereotypy a dnešní životní styl. I ve fyzioterapeutických ambulancích se často setkáváme s obtížným ovlivněním této hyperaktivity při cvičení s pacienty a při prováděných cvičeních se snažíme této zvýšené aktivitě vyhnout. Otázka stupně svalové aktivity se v podstatě zabývá tím, jaký podíl práce či úsilí vykonávají některé svaly při různých cvičeních či úkolech. Tento druh hodnocení je právě důležitý k přípravě terapie nebo tréninku. Proto se hodnocením aktivity horní části m. trapezius při různých cvičeních a rovněž s různými pomůckami zabývala a stále zabývá řada autorů (např. 1, 2, 3, 4, 6, 8). Pokud platí, že při tréninku s využitím vibračních činek dochází k nárůstu svalové aktivity oproti cvičení se shodnými činkami bez vibrací (12), naskýtá se otázka, jak se při cvičeních s vibrujícími činkami bude chovat m. trapezius a konkrétně jeho horní část. Zda a jak bude docházet ke zvyšování jeho aktivity tak, jak se děje u svalů paže, nebo zda m. trapezius jako sval vzdálený od působení vibrující činky (při držení v ruce) se bude chovat odlišně.

METODIKA

Charakter studie a použitá aparatura

Jedná se o pilotní studii, kde byl analyzován stupeň svalové aktivity u m. trapezius - horní vlákna, m. trapezius - dolní vlákna, m. biceps brachii a m. triceps brachii při držení vibrující a nevibrující činky. Zvolenou objektivizační metodou byla povrchová elektromyografie. Byl použit telemetrický EMG přístroj TelemyoMini 16 od výrobce Neurodata, vzorkovací frekvence byla stanovena na 1500 Hz, pásmová propust 5 – 500 Hz. Použity byly 4 párové elektrody a jedna elektroda zemnící. V průběhu celého měření byl pořizován současně videozáznam kamerou Canon MVX300. Naměřená data byla zpracována pomocí originálního softwaru MyoResearch XP Master Edition firmy Noraxon. Výzkumný soubor tvořilo 9 žen. Jednalo se o záměrně vybrané ženy průměrného věku 23 - 26 let, které představují zdravý vzorek populace. Základním kritériem výběru byla nepřítomnost úrazů nebo onemocnění s dopadem na pohybový aparát v anamnéze. Rovněž tak podmínkou zařazení bylo, že žádná z probandek se nevěnuje závodní sportovní činnosti a silovému tréninku.

Charakteristika vibrační činky (obr. 1)

Pro experiment byla použita vibrační činka D1 Body VIB o hmotnosti 1,5 kg. Frekvence vibrací činky je 36 Hz. Tato je daná výrobcem, rovněž tak amplituda kmitů. Vibrační činka představuje moderní pomůcku, která umožňuje kombinací klasické činky a moderního vibračního tréninku, třídimenzionální dynamické cvičení, s působením přídatných impulzů - vibrací. Kromě toho je pro cvičení výhodou, že činka umožňuje cvičení bez externích zdrojů energie, čímž je zajištěna dokonalá mobilita pomůcky.

Průběh měření

Elektrody byly v souladu s manuálem výrobce aplikovány do oblasti motorických bodů m. biceps brachii, m. triceps brachii, m. trapezius – pars superior a m. trapezius pars inferior na pravé straně těla. Před zahájením měření bylo provedeno vyšetření MVC (maximální volní kontrakce) pro všechny měřené svaly za použití definovaných pozic dle Jandova svalového testu.

Vlastní měření se odehrávalo ve výchozí pozici stoj, kde při pozici pravé horní končetiny – nulové postavení v kloubu ramenním, 90ľ flexe v loketním kloubu se supinací předloktí drželi probandi nejprve nevibrující činku a poté vibrující činku. Pozice byla zvolena zcela shodně, jako v případě našeho předchozího experimentu (12).

Měření při držení nevibrující činky probíhalo po dobu 2 minut, poté následovalo držení vibrující činky opět po dobu 2 minut. Mezi držením nevibrující a vibrující činky byla však zařazena přestávka v době trvání 20 minut, což je dostatečně dlouhý čas k odstranění eventuální únavy.

Naměřená data byla následně zpracovávána v originálním programu MyoResearch XP Master Edition. Při zpracování naměřených dat bylo použito shodných postupů jako v případě naši předchozí studie, která hodnotila efekt vibračního tréninku (12). Byl vybrán 10s úsek ustáleného záznamu z 2. minuty každého měření, následně byly odfiltrovány vibrační artefakty. Byla vypočtena plocha pod křivkou pro každé měření, které byly normalizovány vzhledem k maximální volní kontrakci (MVC). Tyto hodnoty byly interindividuálně porovnány pro jednotlivé svaly.

VÝSLEDKY

Výsledky, vztažené ke všem čtyřem hodnoceným svalům, jsou uvedeny v tabulkách 1 - 4. Naměřená data byla zpracována pomocí statistického softwaru NCSS 2007 a následně analyzována prostřednictvím parametrických testů, kde byla nejprve ověřena normalita rozložení dat. K následnému zjištění signifikantnosti rozdílu (aktivace svalů) vybraného svalu při držení činky nevibrující a činky vibrující byl použit jednovýběrový T-Test se stanovenou hladinou statistické významnosti p<0,05*.

Lze konstatovat, že aktivita m. biceps brachii a m. triceps brachii se při držení vibrující činky oproti držení nevibrující činky zvyšuje, a to signifikantně. Toto zjištění je v souladu s námi provedeným pilotním šetřením (12). U všech devíti probandů došlo ke zvýšení aktivity jak u m. biceps brachii tak u m. triceps brachii. Toto zvýšení ve skupině bylo signifikantní (hladina statistické významnosti p<0,05). Uvažujeme-li hodnotu aktivit v % MVC, u jednotlivých probandů nejnižší aktivita činila 25 % a nejvyšší 70 % MVC. Tyto hodnoty představují zvýšení aktivity při držení vibrující činky v m.biceps brachii oproti držení nevibrující činky 1,5x–3x. U m. triceps brachii byla aktivita při držení vibrující činky vyhodnocena v rozmezí 10–70 % MVC. Rovněž u tohoto svalu se jedná o nárůst aktivity oproti držení nevibrující činky v průměru ca 3x.

Pokud však hodnotíme aktivaci m. trapezius – horní část při držení vibrující činky oproti držení nevibrující činky, byl rovněž shledán ve skupině probandů jako celku nárůst aktivity tohoto svalu, avšak zde nebyl prokázán statisticky významný rozdíl. Ve skupině devíti probandů došlo k nárůstu aktivity u sedmi probandů, u dvou probandů však došlo k reverzním hodnotám, tj. že byl naopak vyhodnocen pokles aktivity. U probandů, kde došlo k nárůstu aktivity při držení vibrující činky, byla vyhodnocena aktivita mezi 10–90 % MVC. Tato aktivita představovala zvýšení aktivity oproti aktivitě tohoto svalu při držení nevibrující činky 2–3x. Ke shodnému nálezu jsme dospěli i v případě hodnocení aktivity m. trapezius – dolní část. Ve skupině devíti probandů došlo k nárůstu aktivity, ne však statisticky významnému. U pěti probandů došlo k nárůstu svalové aktivity, u tří probandů byly vyhodnoceny reverzní hodnoty, tj. pokles aktivity při držení vibrující činky oproti držení činky nevibrující. Jeden z probandů, který vykazoval reverzní hodnoty u m. trapezius – pars inferior, vykazoval reverzní hodnoty rovněž u m. trapezius – pars superior.

Na základě ohodnocení EMG křivek bylo dále shledáno, že při držení vibrující činky se objevuje ve všech sledovaných svalech patologická frekvence v 50 Hz a jejích násobcích. V neposlední řadě je nutné u výsledků připomenout, že držení vibrující činky bylo všemi probandy hodnoceno jako nepříjemné (vibrace se šířila až do hlavy). Hodnocení subjektivních pocitů však nebylo cílem našeho šetření a probandi na toto nebyli ani dotazování. Uvedená výpověď byla spontánně vyšetřovanými uváděna, a proto zaznamenána do vyšetřovacího protokolu (obr. 2).

DISKUSE

Lze říci, že výsledky naší studie jsou v souladu se studiemi jiných autorů (např. 7) a rovněž tak v souladu s našimi předchozími experimenty (12), pokud jde o potvrzení nárůstu svalové aktivity při držení vibrující činky. V případě naší studie se tento závěr statisticky významně potvrdil u m. biceps brachii a m. triceps brachii. Můžeme tedy tímto závěrem snad i podpořit dosavadní názory, že práce s vibrující činkou bude přispívat ke zlepšení výkonnosti. Pokud však jde o názory, že práce s vibrující činkou zlepšuje i koordinaci a prokrvení, jakož i řadu dalších zdravotně podporujících efektů (7), bude nutné toto analyzovat v dalších experimentech. Na základě našich výsledků lze se rovněž domnívat, že vibrační činky mohou ve srovnání s klasickým využitím činek (nevibrujících) vést ke zintenzivnění terapie či tréninku, což by na druhé straně mohlo mít pozitivní efekt i vzhledem k délce cvičení. Vibrační činky jsou vyráběny v několika hmotnostních variantách. Námi použitá činka byla jednou z nejlehčích, které na trhu existují, a naše výsledky mohou samozřejmě být vztaženy pouze k této čince (1,5 kg). Naskýtá se tedy také otázka, jak by mohly být ovlivněny výsledky při použití činek o jiných hmotnostech. Ve své studii Kleinöder a spol. (7) prezentují experimenty s činkami o hmotnosti vyšší než tomu bylo v našem případě a výsledky rovněž poukazují na pozitivní vliv činek, který kromě obecných závěrů autoři spatřují i v pozitivním ovlivnění lymfatického systému, vazivových struktur, zlepšení kožního krytu a na prvním místě v zásadním ovlivnění výkonnosti. Tyto závěry jsou dle našeho mínění až příliš odvážné a troufáme si tvrdit, že ne všechny studie těchto autorů je jednoznačně potvrzují.

Stěžejním cílem naší studie však bylo ohodnotit aktivitu horní části m. trapezius při držení vibrující činky. Naše výsledky naznačily, že aktivita tohoto svalu roste, obdobně jako je tomu v případě m. biceps a m. triceps brachii. Námi nalezený výsledek však nebyl signifikantně významný. Důvodem byly, jak uvádíme ve výsledcích, reverzní hodnoty u dvou probandů. Je otázkou, proč u 2 probandů z devíti došlo při držení vibrační činky k poklesu hodocené EMG aktivity. Vědomé ovlivnění ze strany probandů s velkou pravděpodobností můžeme vyloučit, jelikož instrukce pro držení činky byla pro všechny probandy shodná, vyloučit můžeme i vliv nadměrné zátěže probandů, pramenící ze sportovní činnosti či z povolání. Jediným vysvětlením by zatím mohl být individuální pohybový vzor, který by takto zásadně mohl výsledek ovlivnit. Další úvaha by mohla směřovat k volbě cviku. Využili jsme pouze statickou zátěž – tedy držení činky. Je tedy otázkou, jak by se chovala aktivita horní části m. trapezius u probandů, kde došlo k poklesu aktivity tohoto svalu při pohybu horní končetinou a samozřejmě jak by se námi hodnocený sval choval u probandů ostatních. Zajímavou skutečností je i fakt, že u probandů, kde došlo při držení vibrující činky k poklesu aktivity horní části m. trapezius, byla aktivita toho svalu značně vysoká v porovnání s ostatními při držení nevibrující činky. Možná, že i tento nález by mohl podpořit naši úvahu s individualitou pohybových vzorů, tak jak se již opakovaně potvrdilo v mnoha studiích, které analyzovaly aktivitu či timing svalů při nejrůznějších cvičeních, ať již s pomůckami nebo bez nich (11). Pokud by individualita hrála podstatnou či dokonce rozhodující roli i při cvičení s využitím vibrací (hlavně u svalů vzdálenějších o místa působení vibrace), tak jak je dokumentováno a doporučováno v řadě studií (např. 5, 9), nebylo by možné na „vibrační cvičení“ pohlížet paušálně, ale bylo by zcela nezbytné volit vysoce individuální přístup. Pro potvrzení této úvahy bude zapotřebí provést další výzkumy, které budou analyzovat využití činek různých hmotností při nejrůznějších variantách cviků, ať již u zdravé populace tak u pacientů.

Manuály, které výrobce dodává k vibračním činkám, uvádějí kromě pozitivních účinků ve smyslu ovlivnění aktivity svalů či svalové síly také účinek relaxační. Naskýtá se tedy otázka, kdy je možné očekávat, že u svalu, na který působí vibrace při použití činky, nastane relaxace, a kdy naopak zvýšení aktivity či tonu. Námi prezentovaná studie pracovala pouze s jednorázovým použitím činky a hodnotila efekt právě při jejím použití. Další studie, které by mohly pomoci odpovědět na otázku, kdy nastupuje relaxace a kdy by tedy vibrující činka mohla být za tímto účinkem v praxi použita, musejí být postaveny na dlouhodobější aplikaci této pomůcky.

ZÁVĚR

Na základě provedené studie lze říci, že při držení vibrující činky dochází k nárůstu elektrické aktivity v m. biceps brachii, m triceps brachii a v m. trapezius pars superior i inferior.

Vzhledem k nárůstu aktivity svalstva paže lze považovat trénink či cvičení svalstva předloktí s vibračními činkami za přínosné, rovněž tak lze tato cvičení považovat za přínosná pro aktivaci m. trapezius pars inferior. Diskutabilní však zůstává poměrně vysoká aktivace horní části m. trapezius. V tomto případě je nutné upozornit na možné nebezpečí vysoké aktivity horní části m. trapezius, ke které při cvičení (v našem případě pouhé držení pomůcky), s vibrující činkou může dojit, tak jak naznačil námi provedený experiment. Zvláště je doporučeno pečlivě uvážit vhodnost využití vibračních činek a konkrétních cviků u jedinců, kteří trpí zvýšenou aktivitou horní části m. trapezius a všude tam, kde se zvýšení aktivity tohoto velmi důležitého svalu, jehož dysfunkce ve smyslu příliš zvýšeného napětí může být mimo jiné příčinou bolestivých stavů hlavy a krční páteře, snažíme předejít.

Námi uvedené závěry jsou platné pouze pro cvik který byl analyzován – držení činky. Proto, aby bylo možné zevšeobecnit naše tvrzení, bude nutné provést analýzu dalších cviků.

Příspěvek vznikl s podporou VZ MŠMT ČR MSM 0021620864.

Doc. PaedDr. Dagmar Pavlů, CSc.

Katedra fyzioterapie UK FTVS

J. Martího 31

162 52 Praha 6

e-mail: dagmarpavlu@iol.cz